FI89946B - Saett vid behandling och disperger foer finfoerdelning av traefibermassa, saerskilt innehaollande returpapper - Google Patents

Description

89946

Menetelmä puukuitumassan, etenkin jätepaperia sisältävän puukuitumassan käsittelemiseksi ja hajotin tällaisen massan hienontamiseks i Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä puukuitumassan, etenkin jäte- tai keräyspaperia sisältävän massan käsittelemiseksi.

Keksinnön kohteena on myös hajotin, etenkin patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukainen hajotin puukuitumassan hie-nontamiseksi.

Käsiteltäessä tällaista massaa tavanomaisten tekniikkojen mukaisesti massa käsitellään useissa käsittelyvaiheissa, jotka käsittävät massan vedenpoiston vedenpoistoalueella ruuvipuristimen avulla massan sakeuden lisäämiseksi 4-6 %:n syöttöarvosta n. 30 %:n poistoarvoon.

:/· Massa ohjataan vedenpoistoalueelta kuumennusalueelle, jossa :*·' massaa syötetään eteenpäin samalla, kun höyryä syötetään alueelle. Massa käsitellään tällä alueella niin kutsutun .... massan kuivahajottimen avulla, joka muuntaa massan rakeiksi . .. tai pieniksi hiukkasiksi tai vastaavaan muotoon, jotta massa voidaan kuumentaa nopeasti ja yhdenmukaisesti haluttuun lämpötilaan kyllästetyn höyryn avulla. Keskimääräinen höyrynku-lutus on n. 300 kg/tonni massaa.

Kuumennettu ja hienonnettu massa ohjataan sitten hajotti-meen, joka mahdollistaa massamateriaalin hellävaraisen kä-sittelyn suurissa sakeuksissa. Tämä mahdollistetaan hajotti-men keskinäisesti vastakkaisten hammastettujen kiekkojen ··· avulla, joista toinen kiekko pyörii toisen suhteen. Hajotus- väli säädetään toiminnan aikana, sopivasti sähköhydraulisen Λ järjestelmän avulla.

• 2 3 9 i 4 6 Käsitellyn massan lämpötilaa voidaan vaihdella esimerkiksi 80eC:n ja 120eC:n välillä riippuen käsiteltävän massan ominaisuuksista. Massassa läsnä olevat kuidut rikkoutuvat tai vahingoittuvat herkästi käytettäessä liian korkeita lämpöti- loj a.

Kuumennusalueelta poistuvan massan sakeus voi olla jopa 30 %. Tämä sakeus vähenee jossakin määrin alueelle syötetyn paineistetun höyryn johdosta.

Hajotusprosessin aikana lisätään tavallisesti laimennusvettä ja siten hajottimesta pumpatun massan sakeus on 3,5 - 6 %. Massan sakeus voi kuitenkin olla joissakin tapauksissa jopa n. 10 %.

Suunnilleen 12-13 %:issa on raja, jossa ei ole enää mahdollista pumpata massaa nykyisillä tekniikoilla.

On kuitenkin olemassa useita tapauksia, joissa vaaditaan sakeampaa massaa, jolloin 25 - 30 %:n arvot olisivat toivotta-*· ’ via. Tällaisia sakeuksia ei ole mahdollista saada aikaan tä- : . hän asti käytetyillä massankäsittelymenetelmillä.

'*' Samanaikaisesti on toivottavaa lisätä syötetyn höyryn lämpö- * *· tilaa ja/tai painetta, jolloin tällainen toivomus esiintyy :V etenkin niissä tapauksissa, joissa käsitellään erittäin li kaista keräyspaperia sisältävää massaa.

On kuitenkin vaikeaa ottaa tehokkaasti talteen höyryn lämpö-sisältö. On esimerkiksi vaarana, että höyry puhaltuu ulos järjestelmästä ja siten sitä ei voida täysin käyttää hyväk-*; si.

Tämän alan nykyisen tason esimerkkejä on esitetty julkai-suissa SE,B,435 532 ja FI,B,66927 (Sunds Defibrator) ja FI,B,58171 (Keskuslaboratorio). Näiden tunnettujen menetel- 3 39946 mien ja laitteiden mukaisesti höyry erotetaan ja poistetaan erillisten höyrynpoistoputkien kautta höyryn uudelleenkäytön mahdollistamiseksi.

Mikään näistä tunnetuista menetelmistä ei koske keräyspaperia, etenkään erittäin likaista paperia sisältävän massan käsittelyä.

Tämän keksinnön ensisijaisena tehtävänä on saada aikaan parannettu menetelmä puukuitumassan käsittelemiseksi, joka menetelmä mahdollistaa kuumennusalueelle syötetyn höyryn läm-pösisällön hyväksikäytön tehokkaammalla tavalla, jolloin on mahdollista käsitellä tehokkaammin erittäin likaista keräyspaperia ja lisätä käsitellyn lopullisen tuotteen massasa-keutta.

Keksinnön toisena tehtävänä on saada aikaan käsittelymenetelmä, joka voidaan sovittaa käsitellyn tuotteen vallitseviin parametreihin yksinkertaisin keinoin ja joka saa aikaan hyvän tuloksen silloin, kun käsittelyprosessissa vallitseva ’.*· lämpötila vaihtelee alle lOO*C:n ja olennaisesti yli 100“C:n : välillä, ja joka tuottaa lopullisen tuotteen massasakeuksis- sa, joita on tähän asti pidetty mahdottomina saavuttaa.

Tämän keksinnön tehtävänä on edelleen saada aikaan laite ·.· puukuitumassan, etenkin keräyspaperia sisältävän puukuitu massan käsittelemiseksi, joka mahdollistaa syötetyn höyryn lämpösisällön tehokkaamman hyväksikäytön aiheuttamatta olennaisia rakenteellisia monimutkaisuuksia ja joka mahdollistaa yksinkertaiset sovitukset ja säädöt syötetyn massan likai-suusasteen ja muiden ominaisuuksien mukaisesti ja joka voi- .* daan säätää helposti lopullisen tuotteen haluttujen ominai- • · \ suuksien mukaisesti, etenkin syötetyn massan sakeuden suh teen.

• ·

Siten tämän keksinnön kohteena on edellä esitetyn tyyppinen menetelmä, joka on tunnettu siitä, että hajottimesta hienon- 4 ^9946 nettu massa ohjataan ruuvipuristimeen, jonka toinen pää on suljettu, ilman erillista höyryn poistamista kokoonpuriste-tun massan vallitsevan, tiivistävän tulpan muodostamiseksi.

Ruuvipuristimessa muodostettu tulppa saa aikaan tehokkaan tiivistyksen höyryn poistumisen ehkäisemiseksi järjestelmästä, jolloin on mahdollista lisätä käsitellyn lopullisen tuotteen massasakeutta.

Siten keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa sen, että saadaan aikaan 30 %:n tai suurempia massasakeuksia.

On myös mahdollista lisätä höyryn lämpötilaa kuumennus-alueella, mikä on etenkin edullista käsiteltäessä erittäin likaista keräyspaperia. Keksinnön puitteissa on mahdollista käyttää jopa 120eC:n lämpötiloja tai vielä korkeampia lämpötiloja. Kuumennusalueelle syötetyn höyryn painetta voidaan myös lisätä käsittelyprosessin tuoton parantamiseksi.

Käytännössä on edullista sulkea ruuvipuristimen mainittu • · *· ' toinen pää venttiililaitteen avulla, joka aktivoidaan vasta- • · » : . paineella ja joka avautuu, kun tulpan venttiiliin kohdistama • · · paine ylittää ennalta määrätyn arvon.

I· ·· • • ·· Mitä korkeampi venttiililaitteen kohdistama vastapaine on, sitä kovempi tai tiheämpi on tulppa ja sitä tehokkaammin poistetaan epäpuhtaudet massasta.

Samoin keksinnön puitteissa on mahdollista säätää höyryn paine ja lämpötila sekä venttiilin kohdistama vastapaine • · · massan likaisuusasteen mukaisesti.

* ♦ • ·

Keksinnön kohteena on samoin edellä esitetyn tyyppinen hajo- .*** tin vedestä vapautetun ja kuumennetun puukuitumassan hienon- ♦ · · .·,· tamiseksi, joka on tunnettu siitä, että hienonnetun massan • » ';*· poistoputki johtaa ruuvipuristimeen, jonka avulla massaa • · • * 5 69946 syötetään eteenpäin ilman erillistä höyryn poistoa ja että ruuvipuristimen toinen pää on suljettu venttiililaitteella siten, että etenevä massa puristetaan kokoon ja se muodostaa tulppasulun mainitussa toisessa päässä.

Keksinnön mukaisen laitteen muut ominaisuudet on esitetty alavaatimuksissa.

Keksinnön ja sen ominaisuuksien havainnollistamiseksi seu-raavassa selitetään lähemmin erästä suoritusesimerkkiä viitaten kaaviomaisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää käsittelylaitoksen joidenkin komponenttien periaatteellista rakennetta keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi.

Kuvio 2 esittää osittain leikattua sivukuvaa hajottimesta, joka muodostaa käsittelylaitoksen osan, ja sen yhteistoimintaa ruuvipuristimen tai "tulpanpoistoruuvin" kanssa massa-tulpan muodostamiseksi, joka tiivistää järjestelmän.

• · •» · • · Kuvio 3 on päätykuva kuviossa 2 esitetystä järjestelystä.

·( « • * · ’ Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keräyspaperia sisältävän mas- • ** san käsittelylaitoksen joitakin olennaisia osia.

• ·

Massa syötetään putken 2 kautta ruuvityyppiseen vedenpoisto-laitteeseen 3, jossa massasta poistetaan vesi 2 %:n syöttö-sakeudesta 8 %:n poistosakeuteen, jolloin massasta puristettu vesi poistetaan putken 19 kautta.

\ . Vedenpoistoalue sisältää myös ruuvipuristimen 4, joka lisää massasakeutta 6 %:n syöttöarvosta 30 %:n poistoarvoon. Ruuvi on päällystetty kovametallilla. Ruuvipuristin on suunniteltu ·»· .V siten, että hajotusjärjestelmän kaikkiin osiin päästään hel posti käsiksi. Massa siirretään sitten tulpparuuvilla 5 ja 6 .1 a « / 5 j >-»6 pystysuoralla kuljetusruuvilla 6 massan kuivahajottimeen 7, joka sijaitsee käsittelylaitoksen kuumennusalueella. Höyryä johdetaan eri kohdista massan kuivahajottimen aksiaalisella pituudella jakoputkijärjestelmän 8 kautta. Höyryn painetta ja lämpötilaa vaihdellaan syötetyn massan likaantumisasteen mukaisesti.

Massan kuivahajotin muuntaa massatulpan hiukkasmaiseen muotoon, mikä mahdollistaa massan kuumentamisen yhdenmukaisesti ja nopeasti. Hienojakoinen massa voidaan kuumentaa tällä tavalla tehokkaasti haluttuun lämpötilaan kyllästetyn höyryn avulla. Höyryn ylipainetta valvotaan sopivien venttiililait-teiden avulla.

Kuumennetut massarakeet siirretään massan kuivahajottimesta 7 kuljetusruuvin 9 avulla hajottimeen 10, joka on esitetty suuremmassa mittakaavassa kuviossa 2, jolloin osia hajotti-mesta on leikattu pois.

Kuten kuviosta 2 nähdään, hajotin käsittää pesän 10a, joka on varustettu tuloputkella, jonka kautta massa syötetään ak-siaalisesti keskeiselle syöttöalueelle.

.... Hajotin käsittää roottorin 11, jota käytetään sähkömootto- ____ rilla ja joka kannattaa pumppusiipiä syöttöalueen läheisyydessä olevassa päässä. Roottori kannattaa myös kiekkoa 12, jossa on hampailla 12a varustettu kehäosa. Nämä hampaat toimivat yhdessä pesään jäykästi asennetun hammastetun renkaan tai kiekon hampaiden kanssa hajottimeen saapuvan massan hie-nontamiseksi. Laimennusvettä syötetään hajottimeen putkien 13, 14 kautta.

« ·. ’ Hajotin käsittää myös poistoputken 16, joka on kytketty pe sään laipan 10b avulla.

Poistoputken 16 laippakytkentä 10b on kytketty vastaavaan ruuvipuristimen tai tulpanpoistoruuvin 20 laippakytkentään 7 39945 20b. Ruuvin 20 toiseen päähän on järjestetty läppäventtiili 21, joka on asennettu nivelikkäästi niveltappiin 22 js aktivoidaan pneumaattisella mäntäsylinterHeitteellä 23, 24. Mäntäsylinterilaitteen asetus säädetään säätölaitteen (ei esitetty) avulla, niin että läppäventtiili 21 kohdistaa ennalta määrätyn vastapaineen ruuvin 20 toisessa päässä muodostuneeseen massatulppaan. Läppäventtiili avautuu siten silloin, kun tulpan aikaansaama paine ylittää ennalta määrätyn paineen, jolloin tulppa poistetaan ruuvissa halutussa massasakeudessa, esim. 30 %:n tai tätä suuremmassa massasa-keudessa.

Kuten edellä olevasta voidaan nähdä, massatulppa toimii järjestelmän tiivistämiseksi, niin että järjestelmään ylipaineessa ja suhteellisen korkeassa lämpötilassa, esim. 110 -120eC:n lämpötilassa syötetyn höyryn lämpösisältö voidaan käyttää hyväksi mahdollisimman tehokkaasti.

Järjestelmään syötetyn höyryn paine ja lämpötila säädetään sopivasti käsiteltävän massan ollessa erittäin likaista. Sa-moin mäntäsylinterilaitteen 23 läppäventtiiliin 21 kohdista-ma vastapaine säädetään massan likaisuusasteen mukaisesti.

• · · ____ Kuvioista 2 ja 3 voidaan nähdä, että hajottimen ja ruuvin 20 välissä sijaitsevilla laippaliitännöillä 10b, 20b on suora-. . kulmainen poikkileikkaus, jolloin hajottimen poistoputken ja ruuvin tuloputken sisämitta, s.o. hajottimesta ruuviin siirretyn massan läpivirtausalue vastaa suunnilleen roottorikie-kon 12 läpimittaa kerrottuna hajottimen koko leveydellä keskinäisesti yhdessä toimivien hammastettujen kiekkojen alueella.

·* ’ Kuten edellä mainittiin, edellä mainitun tyyppisen tulpan- poistoruuvin järjestäminen suoraan kytkentään hajottimen *:*. kanssa mahdollistaa massatuotteen sakeuden lisäämisen 30 %:iin tai tämän yli ja mahdollistaa myös järjestelmään syö- β 39946 tetyn höyryn energiasisällön tehokkaan talteenoton, koska ruuvin 20 toisessa päässä muodostettu massatulppa tiivistää tehokkaasti järjestelmän siten, että syötetyn höyryn lämpö-sisältö voidaan käyttää hyväksi parhaimmalla mahdollisella tavalla.

Hajottimen poistoputken muoto on merkittävä sikäli, ettei ole mahdollista pumpata erittäin sakeaa massaa kapean putken tai kapean tilan läpi hajottimen avulla.

Hajottimen poistoputkella on edellä esitetyn suoritusmuodon mukaisesti siten suhteellisen suuret dimensiot. Keksinnölle ei ole olennaista tapa, jolla poistoputki on järjestetty muissa suhteissa tai kuinka hajotin ja tulpanpoistcruuvi on järjestetty toistensa suhteen. Ainoa olennainen piirre tässä suhteessa on se, että nämä kaksi yksikköä muodostavat yhdessä suljetun järjestelmän ja että ruuvissa muodostettu massa-tulppa ehkäisee höyryn poistumista järjestelmästä.

Komponentteja, jotka sijaitsevat käsittelyjärjestelmässä » vastavirtaan hajottimesta, voidaan vaihde!]a vallitsevien olosuhteiden mukaisesti.

:·· Lopuksi on korostettava, että ei ole mahdollista tällä het kellä osoittaa tarkasti, mitä käsittoiylämpötiloja voidaan soveltaa tai mitkä massakonsentraatiot voidaan saavuttaa tämän keksinnön puitteissa. On kuitenkin todettu, että keksintö mahdollistaa huomattavasti korkeampien työskentelylämpö-tilojen käytön ja saa aikaan huomattavasti suuremman massa-sakeuden kuin mitä tähän asti on pidetty mahdollisena. Esitettyjä numerotietoja on pidettävä tässä suhteessa summittaisina eivätkä ne sulje pois korkeampien arvojen mahdollisuutta sovellettaessa tätä keksintöä käytännössä.

Claims (9)

1. 9 , ~ c , . Γ-: tenttivaatimukset
2. 1. Menetelmä puukuitumassan, etenkin keräyspaperia sisältävän massan käsittelemiseksi, jossa sen jälkeen, kun massa on ohjattu vedenpoistoalueen läpi, se syötetään ja ohjataan eteenpäin kuumennusalueen läpi samalla, kun höyryä syötetään alueelle, ja sitten hienonnetaan hajottimessa, tunnet -t u siitä, että hienonnettu massa syötetään hajottimesta ilman höyryn erillistä poistamista ruuvipuristimeen, jonka toinen pää on suljettu massan puristamiseksi kokoon ja tiivistävän massatulpan muodostamiseksi tässä toisessa päässä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ruuvipuristimen mainittu toinen pää suljetaan vastapaireen tuottavalla venttiililaitteella, joka avautuu, kun tulpan siihen kohdistama paine ylittää ennalta määrätyn arvon.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että massa syötetään ruuvipuristimeen yli 100°C:n, mahdollisesti yli 110°C:n ja määrätyissä tapauksis-sa yli 120eC:n lämpötiloissa. : · 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, jos sa laimennusvettä syötetään hajottimeen, tunnettu siitä, että ruuvipuristimessa muodostetun tulpan massasakeus ’ ” on yli 10 %, mahdollisesti yli 20 % ja joissakin tapauksissa yli 30 %.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, jossa käsitellään erittäin likaista massaa, tunnettu siitä, että säädetään syötetyn höyryn paine ja lämpötila ja säädetään venttiiiilaitteen tuottama vastapaine massan li-kaisuusasteen mukaisesti.
6. 6. Hajotin puukuitumassan, etenkin keräyspaperia sisältävän massan hienontamiseksi, jolloin hajotin käsittää a) pesän (IGa), jossa on syöttöputki massan syöttämiseksi ίο J y 9 4 6 syöttöalueelle olennaisesti aksiaalisessa suunnassa, b) roottorin (11), joka kannattaa syöttöalueen alueella edullisesti pumppusiipiä, c) kiekon (12), jota roottori kannattaa ja jossa on kehäosa, joka on varustettu hampailla (12a), jotka toimivat yhdessä pesään (10a) edullisesti jäykästi asennetun renkaan tai kiekon vastakkaisten hampaiden kanssa massan hienontamiseksi, ja d) poistoputken (16) hienonnettua massaa varten, tunnettu siitä, että poistoputki on kytketty kytkentäkappaleen (10b) avulla ruuvipuristimeen (20), joka toimii massan kuljettamiseksi eteenpäin ilman höyryn erillistä poistoa ruuvin toiseen päähän, jolloin ruuvin tämä toinen pää on suljettu venttiililaitteen (21) avulla siten, että massa puristetaan kokoon tiivistävän tulpan muodostamiseksi ruuvipuristxmen tämän toisen pään läheisyydessä.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen hajotin, tunnettu siitä, että kytkentäkappaleessa (10b) on olennaisesti suorakulmainen poikkileikkaus, jolloin kytkentäkappaleen sisämit-ta vastaa suunnilleen roottorikiekon (12) läpimittaa ja ha- :· · jottimen koko leveyttä sen hammastettujen kiekkojen varaa- maila alueella.
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen hajotin, tunnettu siitä, että venttiililaite (21) pidetään suljet- :Y tuna esim. pneumaattisesti toimivalla mekanismilla (22, 23, 24), joka mahdollistaa venttiilin avautumisen silloin, kun muodostuneen tulpan venttiiliin kohdistama paine ylittää ennalta määrätyn arvon.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen hajotin, joka :.· on tarkoitettu etenkin erittäin likaantuneen massan käsitte lemiseksi, joka syötetään höyryn syöttämisen jälkeen syöttö- ··· putkeen, tunnettu siitä, että siinä on elimet mas saan syötetyn höyryn paineen ja lämpötilan sekä venttiili-laitteen (21) tuottaman vastapaineen säätämiseksi massan li-kaisuusasteen mukaisesti. 11 8 9 9 46